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2024-11-11 07:54 |
基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究
空间光调制器(SLM.0003 v1.0) w}l^B>Zz 应用示例简述 ZrEou}z(* 1. 系统细节 )J @[8 x` 光源 A,EG0yb — 高斯激光束 =@4,szLO 组件 Uz_ob9l<#H — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 (Ud"+a — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 jW8ad{ 探测器 V)~b+D — 视觉感知的仿真 2Xv}JPS2As — 高帽,转换效率,信噪比 }GURq# 建模/设计 nw/g[/<; — 场追迹: 4K:Aqqhds 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 o'$- -FZNk} 2. 系统说明 h!(#
/ }|Q\@3&
]Whv% "6%{#TZ 3. 建模&设计结果 igTs[q=Ak -!~pa^j 不同真实傅里叶透镜的结果: ZKt{3P Ou4hAm91s
>V)#y$Z nX7F<k4G2 4. 总结 dRzeHuF92 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 4>d]0=x Cd^1E]O0{ 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 j-J/yhWO& 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 '@KH@~OzRS aOinD 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ] rqx><!
uYlyU~M:D 应用示例详细内容 *N
~'0"# Da[#X`Kp$ 系统参数 ?Mo)&,__ eVMnI yr 1. 该应用实例的内容 <nk/w5nKL :##$-K*W" 7R5ebMW
V ~FAk4z=Ed "\+\,C 2. 仿真任务 |AExaO"jk 3jfAv@I ~ 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 /:
-&b#+ 5>S1lyam 3. 参数:准直输入光源 yZ=O+H {l/`m.Z
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`d9" n 4. 参数:SLM透射函数 D{d%*hlI 3 ]!"7k_
4!ZT_q 5. 由理想系统到实际系统 .P5'\ #t Pc<p6m LrdED[Z 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 1)97AkN(O 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 }3WP:Et 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 _XT; 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 [q0^Bn}h 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 7nxH>.,Q>
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%j%>X` 应用示例详细内容 :!$+dr(d ^g2Vz4u 仿真&结果 X<W${L$G 3 TV4|&W; 1. VirtualLab中SLM的仿真 CO,{/ M.qv'zV`xG 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 SuI^8^f= 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 `{IL.9M!f 为优化计算加入一个旋转平面 >^,?0HP ZhRdml4U2 |#xBC+ C^_m>H3b 2. 参数:双凸球面透镜 w4Hq|N1-Y vaVV1 L|b[6[XTHL 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 eMn'z]M&] 由于对称形状,前后焦距一致。 iW9 参数是对应波长532nm。 Ed-3-vJej6 透镜材料N-BK7。 ei}(jlQp 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 N<KsQsy= NTCFmdbs 6
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,|#biT-<T o7PS1qcya< 3. 结果:双凸球面透镜 \j.l1O Y>8JHoV ]70ZerQ~L 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 ~(Q#G"t 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 K2v[_a~@ 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 -~_|ZnuM9 %SCt_9u
.>}Z3jUrf Be\@n xV[
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|wlI[lq 4. 参数:优化球面透镜 hc9ON&L\> {+5Ud#\y 3-Xd9ou 然后,使用一个优化后的球面透镜。 W|sU[dxZ 通过优化曲率半径获得最小波像差。 {z;K0 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 "HH<5M 透镜材料同样为N-BK7。 ^e$!19g v7hw% 9(= 8`1]#Vw 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 BbL]0i w7q6v>
xDS]k]/(T mxpw4 5. 结果:优化的球面透镜 7@k3-?q <{YzmN\Z ^;[_CF_ 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ]!jfrj 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ofI,[z3 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ug"4P.wI
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jM-5}" 6. 参数:非球面透镜 0;OZ|;Z 0xvSi9 xwHE,ykE 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 :hWG:` 非球面透镜材料同样为N-BK7。 _[l&{, 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 {%&04yq+ ?s)6 YF 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Ul 85-p iO18FfM_ /t2H%#v{
lh XD9ed @LS%uqs 7. 结果:非球面透镜 n!Y}D:6c6 l0ZK) *M>~$h7 生成期望的高帽光束形状。 +br'
2Pn 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 cbzS7q<) 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 4/ q
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c]$$ap u{D]Kc?n 8. 总结 $DnR[V}rR! 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ~xws5n}F p=i6~ 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 1r*@1y<0" 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 m?8o\|i, X_Pbbx_j 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 IEkbVIA( G$CSZrP. 扩展阅读 e~R_ bBQ0 pY%KI 扩展阅读 {FILt3f; 开始视频 i 2[8^o`_ - 光路图介绍 ]xJ.OUJy 该应用示例相关文件: !#e+!h@ - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 P^lzbWj^ - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 NMrf I0tbG
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